(57)【要約】【課題】  柱状グラニュラー構造を有する記録層を備えた垂直磁気記録媒体において、良好な磁性粒子の粒径分布および一様に配置された磁性粒子を有する垂直磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供する。【解決手段】  基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、シード層１３、下地層１４、記録層１５、保護膜１６、及び潤滑層１８を順次積層した構成とし、下地層１４は、ＲｕまたはＲｕ合金からなる結晶粒子と、結晶粒子同士を互い離隔する空隙部から構成して、結晶粒子を孤立化する。下地層１４の下地としてＲｕまたはＲｕ合金からなる連続膜をさらに設けてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、
前記シード層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成された記録層とを備え、
前記記録層は、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなり、
前記下地層が、基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、該結晶粒子を互いに離隔する空隙部からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記シード層と下地層との間に他の下地層をさらに備え、
前記他の下地層は、ＲｕまたはＲｕ合金からなる他の結晶粒子と該他の結晶粒子同士が結晶粒界部を介して結合した多結晶膜からなることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記Ｒｕ合金はｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金であり、ＸがＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記シード層の表面に形成された島状の粒成長核からなる粒成長核層をさらに備え、
前記他の下地層は、他の結晶粒子が粒成長核を覆うように形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記シード層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｐｔおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも１種、あるいはＮｉＰからなることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記記録層は、磁性粒子が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる群のうちいずれか１種の材料からなることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体（ここで、前記Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも１種の材料からなる。）。
【請求項７】
磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
【請求項８】
基板上に軟磁性裏打ち層と、シード層と、下地層と、前記基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなる記録層とが順次積層された垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記軟磁性裏打ち層上に非晶質材料からなるシード層を形成する工程と、
前記シード層上にＲｕあるいはＲｕ合金からなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に記録層を形成する工程とを含み、
前記下地層を形成する工程が、スパッタ法を用いて、堆積速度を０．１ｎｍ／秒以上かつ２ｎｍ／秒以下の範囲で、かつ、雰囲気ガス圧を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
前記シード層を形成する工程と、前記下地層を形成する工程との間に、他の下地層を形成する工程をさらに含み、
前記他の下地層を形成する工程は、スパッタ法を用いて、堆積速度を２ｎｍ／秒よりも大きくかつ８ｎｍ／秒以下の範囲、あるいは、雰囲気ガス圧を０．２６Ｐａ以上かつ２．６６Ｐａ未満の範囲に設定して、ＲｕあるいはＲｕ合金を堆積することを特徴とする請求項８記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
前記シード層を形成する工程と、前記他の下地層を形成する工程との間に、粒成長核層を形成する工程をさらに含み、
前記他の下地層を形成する工程は、スパッタ法を用いて、雰囲気ガス圧を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定して、金属材料を島状に形成することを特徴とする請求項９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記憶装置に係り、特に磁性粒子が非磁性材料により離隔された磁性層を備えた垂直磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置、例えば、ハードディスクドライブ装置は、１ビット当りのメモリ単価が安く、大容量化が図れるデジタル信号記録装置であるので、近年、パーソナルコンピュータ等に大量に使用されている。さらに、デジタル音響画像関連機器での利用が牽引役となって、飛躍的な需要の増大と共に、ビデオ信号の記録のためにさらなるハードディスクドライブ装置の大容量化が望まれている。
【０００３】
大容量化および低価格化を両立するためには、磁気記録媒体の高記録密度化を図ることにより、磁気記録媒体の枚数を削減し、それに伴って磁気ヘッド数を削減し、部品数の削減により低価格化が図れる。
【０００４】
磁気記録媒体の高記録密度化の手法として、高分解能化と低ノイズ化による信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の向上が挙げられる。低ノイズ化は、従来、記録層を構成する磁性粒子の微細化と磁性粒子の磁気的な孤立化により促進されてきた。
【０００５】
垂直磁気記録媒体は、基板上に軟磁性材料からなる軟磁性裏打ち層と、その上に記録層が積層されて構成されている。記録層は通常、ＣｏＣｒ基合金からなり、基板を加熱した状態でＣｏＣｒ基合金をスパッタ法により形成することで、ＣｏリッチなＣｏＣｒ基合金の磁性粒子と、磁性粒子の粒界に非磁性であるＣｒが偏析して磁性粒子間の磁気的な孤立化を図っている。
【０００６】
一方、軟磁性裏打ち層は再生の際に磁気ヘッドに流れ込む磁束の磁路を形成し、結晶質軟磁性材料では磁区の形成によりスパイクノイズを発生する。そのため、軟磁性裏打ち層は磁区を形成し難い非晶質あるいは微結晶体により構成されるので、結晶化を回避するため記録層を形成する際の加熱温度が制限される。
【０００７】
そこで、磁性粒子の孤立化を図かり、高温の加熱処理を必要としない記録層として、ＣｏＣｒ基合金からなる磁性粒子をＳｉＯ2の非磁性母相により互いに離隔した記録層が検討されている。さらに、磁性粒子のｃ軸が基板面に垂直方向に成長した柱状構造を形成すると共に、磁性粒子をほぼ等間隔に成長させるために記録層の下地にＲｕ膜を形成することが提案されている（例えば、特許文献１〜２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１７１０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、単にＲｕ膜を記録層の下地として形成すると、磁性粒子はＲｕ膜の結晶粒子の表面に結晶成長するので、結晶粒子の大きさや配置によっては、磁性粒子同士が結合して、十分な磁性粒子の孤立化を図ることができず、磁性粒子の粒径分布が増大して、その結果、媒体ノイズが増大するという問題が生ずる。
【０００９】
一方、隣接する磁性粒子同士を略等距離に形成しようとすると、Ｒｕ膜の下側にシード層を設け、Ｒｕ膜の結晶粒子の形成を制御する必要がある。このためには、複数のシード層の積層体が従来必要とされ、シード層が厚膜化してしまう。これにより軟磁性裏打ち層と記録層との距離が離れ、記録の際に必要なヘッド磁界が増加するという問題がある。またヘッド磁界の分布が拡大し、隣接トラックの情報を消去してしまうサイドイレーズ等の書き滲みの問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、柱状グラニュラー構造を有する記録層を備えた垂直磁気記録媒体において、良好な磁性粒子の粒径分布および一様に配置された磁性粒子を有する垂直磁気記録媒体およびその製造方法、並びに磁気記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一観点によれば、基板と、前記基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、前記軟磁性裏打ち層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、前記シード層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、前記下地層上に形成された記録層とを備え、前記記録層は、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなり、前記下地層が、基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、該結晶粒子を互いに離隔する空隙部からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。
【００１２】
本発明によれば、下地層の結晶粒子が空隙部により互い離隔して成長しているので、その上に形成される記録層の磁性粒子が互いに離隔して形成され、磁性粒子の粒径分布が良好となり、磁性粒子間の相互作用を抑制あるいは一様化して媒体ノイズを低減することができ、その結果、高記録密度化が可能となる。
【００１３】
前記シード層と下地層との間に他の下地層をさらに備え、前記他の下地層は、ＲｕまたはＲｕ合金からなる他の結晶粒子と該他の結晶粒子同士が結晶粒界部を介して結合した多結晶膜から構成されてもよい。シード層と下地層との間に、結晶粒子と結晶粒界部からなる他の下地層が設けられているので、下地層の結晶粒子の結晶配向性が促進され、記録層の磁性粒子の結晶配向性が一層向上される。その結果、他の下地層と下地層の総膜厚を薄膜化でき、軟磁性裏打ち層と記録層とを近接することができる。よって、記録の際に必要なヘッド磁界を低減すると共にサイドイレーズ等の書き滲みを抑制することができる。
【００１４】
さらに、前記シード層の表面に形成された島状の粒成長核からなる粒成長核層をさらに備え、前記他の下地層は、他の結晶粒子が粒成長核を覆うように形成されてなる構成としてもよい。島状の粒成長核がシード層の表面に形成されているので、他の下地層の他の結晶粒子が、粒成長核を覆うように結晶成長する。このように他の結晶粒子は、予め形成された粒成長核を起点として結晶成長するので、略同時に成長を始める。その結果、多数の他の結晶粒子の各々の粒径が略同一の粒径（基板面に対して平行な断面における結晶粒子の大きさ）となり、他の結晶粒子の粒径の均一化が図られる。そして、下地層の結晶粒子は他の結晶粒子上に結晶成長し、さらに結晶粒子上に記録層の磁性粒子が結晶成長するので、記録層の磁性粒子の粒径均一化が図られる。よって、垂直磁気記録媒体は、良好な磁性粒子の粒径分布を有するので、媒体ノイズがいっそう低減される。
【００１５】
本発明の他の観点によれば、磁気ヘッドを有する記録再生手段と、上記いずれかの垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置が提供される。
【００１６】
本発明によれば、垂直磁気記録媒体は媒体ノイズが低減されており、さらに軟磁性裏打ち層と記録層とが近接して形成されているので、サイドイレーズ等の書き滲みが抑制される。その結果、線記録密度およびトラック密度の向上を図ることができ、高密度記録化が可能となる。
【００１７】
本発明のその他の観点によれば、基板上に軟磁性裏打ち層と、シード層と、下地層と、前記基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなる記録層とが順次積層された垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記軟磁性裏打ち層上に非晶質材料からなるシード層を形成する工程と、前記シード層上にＲｕあるいはＲｕ合金からなる下地層を形成する工程と、前記下地層上に記録層を形成する工程とを含み、前記下地層を形成する工程が、スパッタ法を用いて、堆積速度を０．１ｎｍ／秒以上かつ２ｎｍ／秒以下の範囲で、かつ、雰囲気ガス圧を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明によれば、下地層をスパッタ法により上記所定の範囲の堆積速度および雰囲気ガス圧に設定することにより、結晶粒子と結晶粒子を離隔する空隙部からなる下地層を形成することができる。その結果、磁性粒子の粒径分布が良好となり、磁性粒子間の相互作用を抑制あるいは一様化して記録層の媒体ノイズを低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、柱状グラニュラー構造を有する記録層を備えた垂直磁気記録媒体において、Ｒｕ膜あるいはＲｕ合金膜からなる下地層の結晶粒子を孤立化させることにより、良好な磁性粒子の粒径分布および一様に配置された磁性粒子を有する垂直磁気記録媒体を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２２】
図1を参照するに、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、シード層１３、下地層１４、記録層１５、保護膜１６、及び潤滑層１８を順次積層した構成からなり、下地層１４を構成する結晶粒子が互いに離隔して形成されている（図２の説明において詳述する。）。垂直磁気記録媒体１０は、記録層１５の磁性粒子が下地層１４の結晶粒子の上に成長するので、磁性粒子の孤立化が促進され、その結果、媒体ノイズを低減し、高記録密度化が可能な垂直磁気記録媒体１０が実現されている。
【００２３】
基板１１は、例えば、プラスチック基板、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、アルミニウム合金基板などから構成され、垂直磁気記録媒体１０がテープ状である場合はポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、耐熱性に優れたポリイミド（ＰＩ）などのフィルムを用いることができる。本発明では基板加熱を必要としないので、これらの樹脂製基板を用いることができる。
【００２４】
軟磁性裏打ち層１２は、例えば、膜厚が５０ｎｍ〜２μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃ、Ｂから選択された少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の合金、またはこれらの合金の積層膜から構成される。記録磁界を集中することができる点では飽和磁束密度Ｂｓが１．０Ｔ以上の軟磁性材料が好ましい。例えば、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅＮｂなどを用いることができる。軟磁性裏打ち層１２は、メッキ法、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）などにより形成される。軟磁性裏打ち層１２は、記録ヘッドからのほぼ総ての磁束を吸収するためのもので、飽和記録するためには飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きい方が好ましい。また、軟磁性裏打ち層１２は、高転送レートでの書込性の点では高周波透磁率が高い方が好ましい。
【００２５】
シード層１３は、例えば膜厚が１．０ｎｍ〜１０ｎｍであり、非晶質のＴａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｐｔ、およびこれらの合金のうち少なくとも１種の材料、あるいはＮｉＰから選択される。シード層１３は、この上に形成される下地層１４の結晶粒子のｃ軸の配向を膜厚方向にすると共に、面内方向に一様に結晶粒子を分布させる。シード層１３は下地層１４の結晶配向性の点でＴａであることが好ましい。シード層１３は、軟磁性裏打ち層と記録層を近接する点で、上記の材料の単層膜であることが好ましく、膜厚が１．０ｎｍから５ｎｍであることが好ましい。シード層１３は上記の材料の膜を複数積層してもよい。
【００２６】
下地層１４は、膜厚が２ｎｍ〜１６ｎｍの範囲に設定され、Ｒｕ、または、ｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうち少なくとも１種）から構成される。
【００２７】
下地層１４は、２ｎｍよりも薄くすると結晶性が劣り、１６ｎｍよりも厚くすると、配向性が劣化し、記録の際の書き滲み等の障害が生じる。また、下地層１４は、結晶粒子の孤立化の点で膜厚が３ｎｍ〜１６ｎｍの範囲であることが好ましく、スペーシングロスの点で３ｎｍ〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００２８】
また、下地層１４をＲｕやＲｕ−Ｘ合金のようなｈｃｐ結晶構造の材料を用いることで、記録層１５のｈｃｐ結晶構造を有する磁性粒子の磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に配向性させることができる。下地層１４は、結晶成長が良好な点でＲｕが好ましい。次に、下地層１４およびその上に形成される記録層１５について詳しく説明する。
【００２９】
図２は、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。
【００３０】
図２を参照するに、下地層１４は、ＲｕあるいはＲｕ−Ｘ合金の結晶からなる多数の結晶粒子１４ａと、結晶粒子１４ａ同士を互い離隔する空隙部１４ｂから構成される。結晶粒子１４ａは、シード層１３の表面から膜厚方向に成長し、記録層１５との界面に達する柱状構造を有し、一つの結晶粒子１４ａ内は一つあるいは複数の単結晶から構成される。
【００３１】
また、空隙部１４ｂは、結晶粒子１４ａを囲むように形成され、図２に示すような結晶粒子１４ａの底面から記録層１５との界面に達するように形成されていてもよく、結晶粒子１４ａの上部に向かって広がるように形成されてもよい。本願発明者の検討によれば、後述する製造方法により形成された垂直磁気記録媒体の断面のＴＥＭ像から、結晶粒子の上半分の部分の周囲に下半分よりも広い空隙部が観察される場合が多い。このような下地層１４を設けることにより、結晶粒子１５ａの表面に形成される記録層１５の磁性粒子１５ａ同士を適度に離隔することができる。このような下地層１４は、後程詳述するが、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気中の圧力、あるいは、下地層１４の堆積速度を所定の範囲に設定することで形成することができる。
【００３２】
結晶粒子１４ａの面内方向の平均粒径Ｄ1は、２ｎｍ〜１０ｎｍ（さらに好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍ）の範囲に設定することが好ましい。このことにより結晶粒子１４ａ上に成長する記録層の結晶粒子１４ａの粒径の制御性が良好となる。また、空隙部の平均幅Ｘ1は１ｎｍ〜２ｎｍの範囲に設定することが好ましい。記録層の磁性粒子同士の間隙の制御性が良好となる。
【００３３】
記録層１５は、膜厚が例えば６ｎｍ〜２０ｎｍで、柱状構造を有する磁性粒子１５ａと、磁性粒子１５ａを囲み、隣り合う磁性粒子１５ａを物理的に離隔する非磁性材料からなる非固溶相１５ｂから構成されている。磁性粒子１５ａの柱状構造は膜厚方向に延びており、面内方向に配置された多数の磁性粒子１５ａのそれぞれの間を非固溶相１５ｂが充填するように形成されている。
【００３４】
磁性粒子１５ａは、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる群のうちいずれかの材料から構成される。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ及びこれらの合金から選択される。磁性粒子１５ａは膜厚方向に磁化容易軸を有し、磁性粒子１５ａを構成する強磁性合金がｈｃｐ構造を有する場合は、膜厚方向すなわち成長方向が（００１）面となることが好ましい。
【００３５】
磁性粒子１５ａがＣｏＣｒＰｔ合金よりなる場合は、Ｃｏ含有量が５０原子％〜８０原子％、Ｃｒ含有量が５原子％〜２０原子％、Ｐｔ含有量が１５原子％〜３０原子％に設定される。Ｐｔ含有量を従来の垂直磁気記録媒体と比較して多く含有させることにより、垂直異方性磁界を増加して高保磁力化を図ることができる。特にこのような高Ｐｔ含有量は、Ｃｒ系下地に対してエピタキシャル成長が困難であることとされてきたが、本実施の形態の非磁性粒子１５ａの材料を用いることにより結晶性の優れた磁性粒子１５ａを形成することができる。
【００３６】
非固溶相１５ｂは、磁性粒子１５ａを形成する強磁性合金と固溶あるいは化合物を形成しない非磁性材料から構成され、非磁性材料は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ、及びＭｇから選択されるいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｎ、及びＣから選択される少なくともいずれか１種の元素との化合物からなり、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｇＯなどの酸化物や、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、Ｍｇ3Ｎ2などの窒化物や、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣなどの炭化物が挙げられる。磁性粒子１５ａはこのような非磁性材料よりなる非固溶相１５ｂによって、隣り合う磁性粒子１５ａと物理的に離隔されるので磁気的相互作用が低減され、その結果、媒体ノイズを低減することができる。
【００３７】
非固溶相１５ｂを構成する非磁性材料は絶縁性材料であることが好ましい。強磁性を担う電子のトンネル効果による磁性粒子１５ａ間相互作用を低減することができる。
【００３８】
非固溶相１５ｂの体積濃度は、記録層４２の体積を基準として、２ｖｏｌ％〜４０ｖｏｌ％の範囲に設定されることが好ましい。２ｖｏｌ％を割ると磁性粒子１５ａ間を十分に離隔することができないので磁性粒子１５ａの孤立化を十分に図れず、４０ｖｏｌ％を超えると記録層４２の飽和磁化が著しく低下し再生時の出力が低下する。さらに、非固溶相１５ｂの体積濃度は、磁性粒子１５ａの孤立化および垂直配向分散の点から８ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲に設定されることが特に好ましい。
【００３９】
図１に戻り、保護膜１６は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜１５ｎｍのアモルファスカーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、酸化アルミニウム等により構成される。
【００４０】
潤滑層１８は、例えば膜厚が０．５ｎｍ〜５ｎｍのパーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などにより構成される。潤滑剤としては、例えば、ＺＤｏｌ、Ｚ２５（以上Ｍｏｎｔｅ  Ｆｌｕｏｓ社製）Ｚテトラオール、ＡＭ３００１（以上アウジモント社製）等を用いることができる。潤滑層１８は、保護膜１６の材料に応じて設けてもよく、設けなくともよい。
【００４１】
本実施の形態の垂直磁気記録媒体１０は、下地層１４の結晶粒子１４ａが空隙部１４ｂにより互い離隔して成長しているので、その上に形成される記録層１５の磁性粒子１５ａが互いに離隔して形成され、磁性粒子１５ａの粒径分布が良好となり、磁性粒子１５ａ間の相互作用を抑制あるいは一様化して媒体ノイズを低減することができる。
【００４２】
次に、図１を参照しつつ、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【００４３】
最初に、基板１１の表面を洗浄・乾燥後、基板１１上に上述した軟磁性裏打ち層１２を、無電解めっき法、電気めっき法、スパッタ法、真空蒸着法等により形成する。
【００４４】
次いで、軟磁性裏打ち層１２上にスパッタ装置を用いて、上述した材料からなるスパッタターゲットを用いてシード層１３を形成する。スパッタ装置は予め１０-7Ｐａまで排気可能な超高真空スパッタ装置を用いることが好ましい。具体的には、シード層１３は、例えばＤＣマグネトロン法によりＡｒガス雰囲気中で圧力０．４Ｐａに設定して形成する。この際、基板１１の加熱は行わない方が好ましい。軟磁性裏打ち層１２の結晶化あるいは微結晶の肥大化を抑制することができる。もちろん、軟磁性裏打ち層１２の結晶化あるいは微結晶の肥大化を伴わない程度の温度、例えば１５０℃以下の温度に加熱してもよい。また、基板１１を冷却して成膜してもよく、例えば−１００℃としてもよい。さらに、装置上の制約がなければ−１００℃よりも低い温度に冷却してもよい。なお、基板１１の加熱あるいは冷却は、シード層１３、下地層１４、および記録層１５を形成する工程においても同様である。
【００４５】
次いで、シード層１３上にスパッタ装置を用いて、上述したＲｕあるいはＲｕ−Ｘ合金からなるスパッタターゲットを用いて下地層１４を形成する。具体的には、下地層１４は、例えばＤＣマグネトロン法により不活性ガス、例えばＡｒガス雰囲気で、堆積速度を０．１ｎｍ／秒以上かつ２ｎｍ／秒以下の範囲で、かつ雰囲気ガス圧力を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定して成膜する。これらの範囲に堆積速度および雰囲気ガス圧力を設定することで、上述した結晶粒子と空隙部からなる下地層１４を形成することができる。
【００４６】
なお、堆積速度を０．１ｎｍ／秒よりも小さくすると生産効率が著しく低下し、２ｎｍ／秒よりも大きくすると、空隙部が形成されず結晶粒子と結晶粒界部からなる連続体（第２の実施の形態で説明する。）が形成される。また、不活性ガス圧力を２．６６Ｐａよりも低い圧力に設定すると、空隙部が形成されず結晶粒子と結晶粒界部からなる連続体が形成され、２６．６Ｐａよりも高くすると、不活性ガスが結晶粒子中に取り込まれ、結晶性が低下する。なお、上述した理由と同様に下地層１４を形成する際に基板１１の加熱は行わない方が好ましい。この際のスパッタ投入電力は、例えば５０Ｗとする。
【００４７】
次いで、下地層１４上にスパッタ装置を用いて、上述した材料からなるスパッタターゲットを用いて記録層１５を形成する。具体的には、ＲＦマグネトロン法により、磁性粒子１５ａの磁性材料と非固溶相１５ｂの非磁性材料を複合化したスパッタターゲットを用い、不活性ガス、あるいは、不活性ガスに非固溶相１５ｂが含む酸素あるいは窒素を添加した雰囲気で成膜する。なお、磁性粒子１５ａの磁性材料と、非固溶相１５ｂの非磁性材料のそれぞれのスパッタターゲットを同時スパッタしてもよい。成膜時の圧力は、２．００Ｐａ〜８．００Ｐａの範囲に設定し、２．００Ｐａ〜３．９９Ｐａの範囲に設定することが好ましい。
【００４８】
なお、上述したシード層１２を形成する工程から記録層１５を形成する工程までは、その表面に各層を形成した状態で真空中あるいは成膜雰囲気に保持することが、表面の清浄性の点で好ましい。
【００４９】
次いで、記録層１５上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ）法等を用いて保護膜１６を形成する。次いで、保護膜１６の表面に、引き上げ法、スピンコート法、液面低下法等により塗布される。以上により、本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体が形成される。
【００５０】
本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法では、下地層１４を形成する際の堆積速度および不活性ガス圧力を所定の範囲に設定することにより、簡便な方法により結晶粒子を空隙部により互いに離隔して形成し、結晶粒子の配置を引き継ぐ磁性粒子の孤立化を図ることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体は、シード層と下地層との間にさらに他の下地層を設けた以外は第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体と同様である。
【００５２】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図であり、図４は垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態において第２下地層は、第１の実施の形態における下地層１４（図１および図２に示される。）と同一であるので同じ符号を用い、第２下地層の説明を省略する。
【００５３】
図３および図４を参照するに、第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体２０は、基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、シード層１３、第１下地層２１、第２下地層１４、記録層１５、保護膜１６、及び潤滑層１８を順次積層した構成からなる。
【００５４】
垂直磁気記録媒体２０は、シード層１３と第２下地層１４（第１の実施の形態における下地層１４）との間に、第２下地層１４の同様の材料からなり結晶性が良好な連続膜の第１下地層２１が設けられているので、第２下地層１４の結晶粒子１４ａの結晶配向性を向上し、記録層１５の磁性粒子１５ａの結晶配向性が一層向上されている。
【００５５】
第１下地層２１は、第２下地層１４と同様の材料からなり、結晶粒子２１ａと結晶粒界部２１ｂから構成される。結晶粒子２１ａは第２下地層１４の結晶粒子１４ａと略同様であり、結晶粒界部２１ｂは結晶粒子２１ａの結晶粒界であり、すなわち結晶粒界部２１ｂはＲｕまたはＲｕ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＭｎのうち少なくとも１種）の原子（非晶質あるいは微結晶体）から構成される。このように第１下地層２１は、結晶粒子１４ａと、結晶粒子１４ａ同士を結晶粒界部１４ｂを介して結合した連続膜を形成しているので、結晶性が良好であり、その（００１）面の結晶配向は基板面に対して垂直方向となっている。したがって、第１下地層２１との界面付近の第２下地膜１４の結晶性が良好となり、第２下地層の結晶粒子１４ａの結晶性および結晶配向性が向上し、さらに、記録層１５の磁性粒子１５ａの結晶性および結晶配向性が向上する。
【００５６】
第１下地層２１の膜厚は、２ｎｍ〜１４ｎｍの範囲に設定され、第１下地層２１と第２下地層の総膜厚は、４ｎｍ〜１６ｎｍの範囲に設定され、スペーシングロスの点で、４ｎｍ〜１１ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００５７】
次に、図３および図４を参照しつつ第１下地層２１の形成方法を次に説明する。第１下地層２１は、シード層１３上にスパッタ装置を用いて、上述したＲｕあるいはＲｕ−Ｘ合金からなるスパッタターゲットを用いて形成する。具体的には、第１下地層２１は、例えばＤＣマグネトロン法により不活性ガス、例えばＡｒガス雰囲気で、堆積速度を２ｎｍ／秒よりも大きくかつ８ｎｍ／秒以下の範囲、あるいは不活性ガス圧力を０．２６Ｐａ以上かつ２．６６Ｐａ未満（好ましくは０．２６Ｐａ以上かつ１．３３Ｐａ以下）の範囲に設定して成膜する。これらの範囲に雰囲気ガス圧力あるいは堆積速度を設定することで、上述した結晶粒子２１ａと結晶粒界部２１ｂからなる多結晶体の第１下地層２１を形成することができる。堆積速度を２ｎｍ／秒以下にすると、雰囲気ガス圧力によっては第２下地層１４と同じ膜構造となり空隙部１４ｂが形成され、８ｎｍ／秒よりも大きくすると、第２下地層１４を形成する際に膜厚の制御性が低下する。また、雰囲気ガス圧力を０．２６Ｐａよりも低い圧力に設定するとスパッタ装置のプラズマ放電が不安定となり結晶性が低下し、２．６６Ｐａよりも高くすると、堆積速度によっては第２下地層１４の同じ膜構造となり空隙部１４ｂが形成される。なお、第１下地層２１を形成する際は、上述した理由と同様に基板１１の加熱は行わない方が好ましい。この際のスパッタ投入電力は、例えば３００Ｗとする。
【００５８】
なお、第１下地層２１を形成する際に、スパッタ装置内に希薄な活性ガスを供給し、シード層１３の表面に活性ガスの分子を吸着させてもよい。活性ガスとしては、酸素ガス、Ｎ2Ｏが挙げられる。活性ガスの吸着分子の量は、吸着分子がシード層１３表面に互いに離隔して吸着する程度とする。これにより、吸着分子が第１下地層２１の結晶粒子１４ａの成長核となる。このような成長核が形成されていると、各々の結晶粒子１４ａが略同時に粒成長を開始するため、結晶粒子１４ａの粒径が均一化する。その結果、均一な粒径が第２下地層１４、さらに記録層１５に引き継がれ、粒径の揃った記録層１５が形成される。
【００５９】
活性ガスのシード層１３表面への吸着処理は、具体的には、シード層１３の表面を１ラングミュア（Ｌ）単位未満の範囲で活性ガスに暴露することが好ましい。ここで、１Ｌ単位は、圧力１×１０-6Ｔｏｒｒの活性ガスに１秒間暴露することを意味する。
【００６０】
なお、吸着分子は、シード層１３の表面を酸化あるいは窒化させてシード層１３の材料を変換させてもよく、単にシード層１３の表面に吸着していてもよい。吸着分子により酸化あるいは窒化された表面、または、吸着分子自体が粒成長核として機能する。
【００６１】
本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体２０では、シード層１３と第２下地層１４との間に、結晶粒子２１ａと結晶粒界部２１ｂからなる第１下地層２１が設けられ、第１下地層２１の結晶性が良好であるので、第２下地層１４の結晶粒子１４ａの結晶配向性を促進し、記録層１５の磁性粒子１５ａの結晶配向性が一層向上されている。その結果、第１下地層２１と第２下地層１４の総膜厚の薄膜化を図ることができ、軟磁性裏打ち層１２と記録層１５とを近接することができ、記録の際に必要なヘッド磁界を低減すると共にサイドイレーズ等の書き滲みを抑制することができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体２０では、第２下地層１４の膜厚を第１の実施の形態における下地層の膜厚よりも薄膜化を図れるので、第２下地層１４の表面の表面性を向上でき、その表面性を記録層１５および保護膜１６が引き継ぐので、表面性の良好な垂直磁気記録媒体２０が実現できる。したがって、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体２０とのスペーシングを低減して高記録密度化を図れる。
【００６３】
次に、第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る実施例を説明する。
【００６４】
［実施例１］
本実施例に係る垂直磁気記録媒体は、第１の実施の形態と同様の以下に示す構成とした。基板側からＳｉ基板／非晶質シリコン酸化膜／軟磁性裏打ち層：ＣｏＺｒＮｂ膜（２００ｎｍ）／シード層：Ｔａ膜（３ｎｍ）／下地層：Ｒｕ膜（１３．２ｎｍ）／記録層：（Ｃｏ67Ｃｒ7Ｐｔ26）８８．５ｖｏｌ％−（ＳｉＯ2）１１．５ｖｏｌ％膜（スパッタターゲット組成）（１６ｎｍ）／保護膜：カーボン膜（３ｎｍ）とした。ＣｏＺｒＮｂ膜、Ｔａ膜、およびカーボン膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、０．３９９Ｐａ（３ｍＴｏｒｒ）のＡｒガス雰囲気で形成し、Ｒｕ膜は、５．３２ＰａのＡｒガス雰囲気で、堆積速度を０．５５ｎｍ／秒として形成した。記録層は、ＲＦスパッタ装置を用いて２．６６ＰａのＡｒガス雰囲気で形成した。なお、上記成膜の際にＳｉ基板の加熱は行わなかった。
【００６５】
本実施例に係る垂直磁気記録媒体のＲｕ膜を断面ＴＥＭ像により観察したところ、結晶粒子と結晶粒子同士を離隔する空隙部が確認された。
【００６６】
［実施例２］
本実施例に係る垂直磁気記録媒体は、第２の実施の形態と同様の構成とし、実施例１の下地層を、第１下地層：Ｒｕ膜（６．６ｎｍ）、および第２下地層：Ｒｕ膜（６．６ｎｍ）の積層体とした以外は同様の構成とした。第１下地層のＲｕ膜は、５．３２ＰａのＡｒガス雰囲気で、堆積速度を６．６ｎｍ／秒として形成し、第２下地層は実施例１の下地層と同様の条件で形成し、これら以外の各層は実施例１と同様の条件で成膜した。なお、上記かっこ内の数値は膜厚を示す。
【００６７】
本実施例に係る垂直磁気記録媒体の第１下地層および第２下地層のＲｕ膜を断面ＴＥＭ像により観察したところ、第１下地層のＲｕ膜は連続膜となっており、第２下地層のＲｕ膜は、結晶粒子と結晶粒子同士を離隔する空隙部が確認された。
【００６８】
図５は実施例１および２の結晶配向を示す図であり、図６は実施例１および２の結晶配向性を示す図であり、（Ａ）はＲｕ膜の配向性、（Ｂ）は記録層の配向性を示す。図５は、実施例１および２に係る垂直磁気記録媒体を、Ｘ線ディフクラトメータを用いてθ−２θスキャンにより得られたＸ線プロファイルを示している。図６（Ａ）はＲｕ膜の（００２）面のロッキングカーブを示している。また、図６（Ｂ）は記録層のＣｏＣｒＰｔの（００２）面のロッキングカーブを示している。
【００６９】
図５を参照するに、実施例１および実施例２ともＲｕの（００２）および（００４）、ＣｏＣｒＰｔの（００２）および（００４）の回折ピークが観察された。このことと、これら以外の回折ピークが観察されないことより、Ｒｕ膜は（００１）面の結晶配向が形成され、記録層は磁性粒子のＣｏＣｒＰｔが（００１）面の結晶配向が形成されていることが分かる。
【００７０】
図６（Ａ）に示すＲｕ膜の（００２）面のロッキングカーブから、半値幅Δθ50が実施例１は６．０度、実施例２は４．５度が得られた。このことにより、実施例１と比較して実施例２の方が、Ｒｕ膜の（００１）面が基板面に対して平行な結晶配向性が良好であることが分かる。さらに図６（Ｂ）に示すＣｏＣｒＰｔの（００２）面のロッキングカーブから、半値幅Δθ50が実施例１は６．３度、実施例２は５．６度が得られた。このことより、磁性粒子のＣｏＣｒＰｔの（００１）面が基板面に対して平行な結晶配向性が良好であり、すなわち磁化容易軸（ｃ軸）の基板面に対する垂直異方性分散が実施例１よりも実施例２の方が良好であることが分かる。
【００７１】
図７は、実施例２の垂直磁気記録媒体の記録層の平面ＴＥＭ像を撮影し、その磁性粒子と非固溶相を示す図であり、図８は、図７に示す磁性粒子と非固溶相の組成を示す図である。図７は、紙面上の総合倍率で約１７５万倍に拡大した平面ＴＥＭ像をスケッチしたものである。また、図８は、ＥＤＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により図７に示すポイントＡおよびＢを組成分析したものである。
【００７２】
図７および図８を参照するに、ポイントＡは、Ｃｏが６４．３原子％、Ｐｔが１７．４原子％、Ｃｒ５．２原子％であるので磁性粒子であり、粒状の部分が磁性粒子（面内方向の断面）であることが分かる。また、ポイントＢは、Ｓｉが４５．１原子％、Ｏが３９．６原子％含まれており、非固溶相の領域であることが分かる。
【００７３】
また、図７より、平均粒径が約４ｎｍの磁性粒子が形成されており、個々の磁性粒子が非固溶相によって分離され磁性粒子の孤立化が促進されていることが分かる。さらに、磁性粒子が一様に分布しているのは、第２下地層のＲｕ膜の結晶粒子が一様に分布していることによるものである。
【００７４】
［実施例３］
実施例１の下地層のＲｕ膜の膜厚を、それぞれ１３ｎｍ、２０ｎｍ、２６ｎｍ、および４４ｎｍと異ならせて形成し、記録層を（Ｃｏ76Ｃｒ9Ｐｔ15）９０ｖｏｌ％−（ＳｉＯ2）１０ｖｏｌ％のスパッタターゲットを使用した以外は、実施例１と同様の条件で垂直磁気記録媒体を形成した。但し、保磁力測定の便宜のため軟磁性裏打ち層（ＣｏＺｒＮｂ膜）を形成しなかった（下記実施例４および比較例も同様である。）。
【００７５】
［実施例４］
実施例２の第１下地層のＲｕ膜の膜厚を６．６ｎｍとし、第２下地層のＲｕ膜の膜厚を異ならせて、第１下地層と第２下地層の総膜厚を１１ｎｍ、１４ｎｍ、２４ｎｍ、３４ｎｍ、および４４ｎｍと異ならせて形成し、記録層を（Ｃｏ76Ｃｒ9Ｐｔ15）９０ｖｏｌ％−（ＳｉＯ2）１０ｖｏｌ％のスパッタターゲットを使用した以外は、実施例２と同様の条件で垂直磁気記録媒体を形成した。
【００７６】
［比較例］
本比較例に係る垂直磁気記録媒体は、Ｒｕ膜を、堆積速度６．６ｎｍ／秒とし、Ｒｕ膜の膜厚を１３ｎｍ、２０ｎｍ、２６ｎｍ、および４４ｎｍに異ならせて形成した以外は、実施例３と同様の条件で垂直磁気記録媒体を形成した。本比較例に係る垂直磁気記録媒体のＲｕ膜を断面ＴＥＭ像により観察したところ、Ｒｕ膜は連続膜となっていることが確認された。
【００７７】
図９は、実施例および比較例の垂直保磁力と中間層膜厚との関係を示す図である。図９は、振動試料型磁力計を用いて、垂直磁気記録媒体の基板面に垂直方向に磁場を印加して垂直保磁力を測定したものである。下地層膜厚は、Ｒｕ膜の膜厚を示し、実施例４の場合は２層のＲｕ膜の総膜厚を示している。
【００７８】
図９を参照するに、連続膜のＲｕ膜を下地層とする比較例に対して、下地層の膜厚にかかわらず、実施例３および実施例４の垂直保磁力が高くなっていることが分かる。下地層の膜厚が薄い１０ｎｍ台から２０ｎｍ台では、実施例３および実施例４が特に優れていることが分かる。実施例３と実施例４を比較すると、Ｒｕ膜の結晶粒子が空隙部により分離して形成された実施例３よりも、その膜の下にさらに連続膜のＲｕ膜を形成した実施例４の方が、垂直保磁力が向上している。このことは、比較例に比べ、実施例３、さらには実施例４の方が結晶配向性に優れると共に、磁性粒子の分布が一様でありかつ粒径分布が少ないことを示している。
【００７９】
したがって、実施例３、さらには実施例４の構成とすることで、比較例よりも下地層あるいは第１下地層と第２下地層の総膜厚を低減することができ、その結果、軟磁性裏打ち層と記録層との間を近接することができ、記録に必要なヘッド磁界の低減やサイドイレーズ等の書き滲みを抑制できる。
【００８０】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体は、シード層と第１下地層との間にさらに粒成長核層を設けた以外は第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体と同様である。
【００８１】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図であり、図１１は垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
図１０および図１１を参照するに、第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体６０は、基板１１と、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、シード層１３、粒成長核層６１、第１下地層２１、第２下地層１４、記録層１５、保護膜１６、及び潤滑層１８を順次積層した構成からなる。
【００８３】
垂直磁気記録媒体６０は、シード層１３と第１下地層２１との間に、粒成長核層６１が設けられている。粒成長核層６１は、島状に形成された粒成長核６１ａからなる。粒成長核６１ａは、シード層１３の表面に互いに離隔して形成されている。すなわち、粒成長核層６１は、島状の互いに離隔された多数の粒成長核からなり、いわゆる不連続膜である。第１下地層２１は、その結晶粒子２１ａが粒成長核６１ａを起点として、粒成長核６１ａを覆うように形成されている。
【００８４】
粒成長核層６１は、金属材料からなり、その元素および組成比に特に制限はないが、島状に形成され易い点で高融点金属からなることが好ましい。粒成長核層６１に好適な高融点金属としては、Ｐｔ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕおよびこれらの元素を含む合金が挙げられる。
【００８５】
また、粒成長核層６１は、Ｒｕ、またはＲｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎのうち少なくとも１種）、Ｔａ、およびＴｉのうちいずれか一種からなることが好ましい。これにより、粒成長核６１ａと第１下地層２１とは互いに原子間距離が近接するので、粒成長核６１ａの表面に第１下地層２１が成長し易くなる。さらに、粒成長核層６１は、ＣｏまたはＣｏＰｔからなることが好ましい。
【００８６】
粒成長核層６１の厚さは、粒成長核６１ａの集合体と同一の体積を有する連続膜として換算した厚さで、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００８７】
垂直磁気記録媒体６０の製造方法は、粒成長核層６１の形成工程をさらに設けた以外は、第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法と同様である。同様の工程はその説明を省略する。
【００８８】
粒成長核層６１の形成は、スパッタ装置を用いて、上述した粒成長核層６１の材料のスパッタターゲットを用いて、シード層１３の表面に粒成長核層６１を形成する。具体的には、粒成長核層６１は、例えばＤＣマグネトロン法により不活性ガス、例えばＡｒガス雰囲気で、雰囲気ガス圧力を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定する。この際、堆積速度は低いほどよいが、例えば、０．１ｎｍ／秒以上かつ１ｎｍ／秒以下の範囲に設定することが好ましい。ここで、堆積速度の計算に用いる厚さは、粒成長核６１ａの集合体と同一の体積を有する連続膜として換算した厚さである。また、この際、基板の加熱は行わない方が好ましく、他の層の形成工程と同様に基板を冷却してもよい。また、スパッタ処理は、シード層１３の表面に粒成長核６１ａが離隔して形成された状態でスパッタを停止する。次いで、粒成長核層６１上に第１下地層２１を上述した方法で形成する。
【００８９】
本実施の形態の垂直磁気記録媒体６０は、シード層１３の表面に、互いに離隔して形成された粒成長核６１ａからなる粒成長核層６１が設けられている。第１下地層２１の結晶粒子２１ａは、粒成長核６１ａを覆うように形成される。すなわち、結晶粒子２１ａは、すでに形成されている粒成長核６１ａを起点として結晶成長する。したがって、多数の結晶粒子２１ａは略同時に結晶成長を始めるので、結晶粒子２１ａの粒径が略同一の粒径となる。その結果、第１下地層２１の結晶粒子２１ａの粒径の均一化が図られる。第２下地層１４の結晶粒子１４ａはそれぞれが１つの第１下地層２１の結晶粒子２１ａの上に結晶成長するので、第２下地層１４の結晶粒子１４ａの粒径の均一化が図られる。さらに、記録層１５の磁性粒子１５ａはそれぞれが１つの第２下地層１４の結晶粒子１４ａの上に結晶成長するので、記録層１５の磁性粒子１５ａの粒径のいっそうの均一化が図られる。したがって、磁性粒子１５ａの粒径均一化により、垂直磁気記録媒体５０は、良好な磁性粒子１５ａの粒径分布を有するので、媒体ノイズがいっそう低減される。なお、垂直磁気記録媒体６０は、第１および第２の実施の形態の垂直磁気記録媒体の効果を有することは言うまでもない。
【００９０】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、第１〜第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に係るものである。
【００９１】
図１２は、本発明の実施の第４の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図１２を参照するに、磁気記憶装置４０は大略ハウジング４１からなる。ハウジング４１内には、スピンドル（図示されず）により駆動されるハブ４２、ハブ４２に固定され回転される垂直磁気記録媒体４３、アクチュエータユニット４４、アクチュエータユニット４４に取り付けられ垂直磁気記録媒体４３の半径方向に移動されるアーム４５及びサスペンション４６、サスペンション４６に支持された磁気ヘッド４８が設けられている。
【００９２】
図１３は磁気ヘッドの概略断面図である。図１３を参照するに、磁気ヘッド４８は、アルチックのスライダ５０上にアルミナ絶縁層５１を介して、単磁極型記録ヘッド５２とＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子５３を備えた再生ヘッド５４が形成された構成となっている。単磁極型記録ヘッド５２は、垂直磁気記録媒体５３に記録磁界を印加するための軟磁性体よりなる主磁極５５と、主磁極５５に磁気的に接続されたリターンヨーク５６と、主磁極５５とリターンヨーク５６に記録磁界を誘導するための記録用コイル５８などから構成されている。また、再生ヘッド５４は、主磁極５５を下部シールドとし、主磁極５４上にアルミナ絶縁層５１を介して形成されたＧＭＲ素子５３と、さらにアルミナ絶縁層５１を介して形成された上部シールド５９より構成されている。単磁極型記録ヘッド５２は、主磁極５５から記録磁界を垂直磁気記録媒体４３に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体４３に垂直方向の磁化を形成する。
【００９３】
主磁極５５の先端部５５−１は先端に向かう程先細り形状、すなわち断面積が次第に小さくなっている。記録磁界に係る磁束密度を高めて垂直保磁力の高い垂直磁気記録媒体４３を磁化できる。主磁極５５の先端部５５−１の軟磁性材料は飽和磁束密度の高い、例えば５０ａｔ％Ｎｉ−５０ａｔ％Ｆｅ、ＦｅＣｏＮｉ合金、ＦｅＣｏＮＩＢ、ＦｅＣｏＡｌＯなどよりなることが好ましい。磁気飽和を防止して高い磁束密度の磁束を集中して垂直磁気記録媒体４３に印加できる。
【００９４】
また、再生ヘッド５４は、垂直磁気記録媒体４３の磁化が漏洩する磁界を感知して、その方向に対応するＧＭＲ素子５３の抵抗値の変化により垂直磁気記録媒体４３に記録された情報を得ることができる。なお、ＧＭＲ素子５３の替わりにＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を用いることができる。
【００９５】
垂直磁気記録媒体４３は第１〜第３の実施の形態の垂直磁気記録媒体のいずれかである。図１２では、１枚の垂直磁気記録媒体４３が示されているが、１枚に限られず、２枚以上でもよく、そのうちの１枚が第１〜第３の実施の形態の垂直磁気記録媒体のいずれかであればよい。
【００９６】
なお、本実施の形態に係る磁気記憶装置４０の基本構成は、図１２および図１３に示すものに限定されるものではなく、磁気ヘッド４８は上述した構成に限定されず、公知の磁気ヘッドを用いることができる。また、本発明で用いる垂直磁気記録媒体４３は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。
【００９７】
本実施の形態によれば、垂直磁気記録媒体４３が、媒体ノイズが低減されている。さらに垂直磁気記録媒体４３が軟磁性裏打ち層と記録層とが近接して形成されているので、サイドイレーズ等の書き滲みが抑制される。その結果、磁気記憶装置４０は、線記録密度およびトラック密度の向上を図ることができ、高密度記録化が可能となる。
【００９８】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９９】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、
前記シード層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成された記録層とを備え、
前記記録層は、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなり、
前記下地層が、基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、該結晶粒子を互いに離隔する空隙部からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記２）  前記下地層は、空隙部が当該下地層の底面から記録層の界面まで形成されてなることを特徴とする付記１記載の垂直磁気記録媒体。
（付記３）  前記結晶粒子の間隙は、１ｎｍ〜２ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１または２記載の垂直磁気記録媒体。
（付記４）  前記結晶粒子の平均粒径は、２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１〜３のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記５）  前記下地層は、その膜厚が２ｎｍ〜１６ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１〜４のうちいずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記６）  前記シード層と下地層との間に他の下地層をさらに備え、
前記他の下地層は、ＲｕまたはＲｕ合金からなる他の結晶粒子と該他の結晶粒子同士が結晶粒界部を介して結合した多結晶膜からなることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記７）  前記Ｒｕ合金はｈｃｐ結晶構造を有し、Ｒｕを主成分とするＲｕ−Ｘ合金であり、ＸがＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも１種であることを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記８）  前記シード層の表面に形成された島状の粒成長核からなる粒成長核層をさらに備え、
前記他の下地層は、他の結晶粒子が粒成長核を覆うように形成されてなることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記９）  粒成長核層は、Ｐｔ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕおよびこれらの元素を含む合金からなる群のうちいずれか１種からなることを特徴とする付記８記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１０）  粒成長核層は、Ｒｕ、Ｒｕ合金、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、およびＣｏＰｔからなる群のうちいずれか１種からなることを特徴とする付記８記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１１）  前記Ｒｕ合金はＲｕ−Ｘ合金であり、ＸがＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＭｎからなる群のうち少なくとも１種であることを特徴とする付記８のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１２）  粒成長核層は、粒成長核の集合体と同一の体積を有する連続膜として換算した厚さで、０．２ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記７〜９のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１３）  前記シード層は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｐｔおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも１種、あるいはＮｉＰからなることを特徴とする付記１〜１２のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１４）  前記シード層は単層膜であり、膜厚が１．０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１３記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１５）  前記記録層は、磁性粒子が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系合金、Ｆｅ系合金、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ−Ｍを含むＣｏ系合金からなる群のうちいずれか１種の材料からなることを特徴とする付記１〜１４のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体（ここで、前記Ｍは、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕおよびこれらの合金からなる群のうち少なくとも１種の材料からなる。）。
（付記１６）  前記記録層は、非固溶相が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｙ、およびＭｇからなる群のうちいずれか１種の元素と、Ｏ、Ｃ、およびＮからなる群のうち少なくともいずれか１種の元素との化合物であることを特徴とする付記１〜１５のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体。
（付記１７）  基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、
前記シード層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる他の下地層と、
前記他の下地層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成された記録層とを備え、
前記記録層は、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなり、
前記他の下地層は、他の結晶粒子と、該他の結晶粒子同士が結晶粒界部を介して結合した多結晶膜からなり、
前記下地層が、前記他の結晶粒子上に基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、該結晶粒子を互いに離隔する空隙部からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１８）  基板と、
前記基板上に形成された軟磁性裏打ち層と、
前記軟磁性裏打ち層上に形成された非晶質材料からなるシード層と、
前記シード層の表面に形成された島状の粒成長核からなる粒成長核層と、
前記粒成長核層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる他の下地層と、
前記他の下地層上に形成されたＲｕまたはＲｕ合金からなる下地層と、
前記下地層上に形成された記録層とを備え、
前記記録層は、基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなり、
前記他の下地層は、前記粒成長核を覆うように形成された他の結晶粒子と、該結晶粒子同士が結晶粒界部を介して結合した多結晶膜からなり、
前記下地層が、前記他の結晶粒子上に基板面に対して垂直方向に成長してなる結晶粒子と、該結晶粒子を互いに離隔する空隙部からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
（付記１９）  磁気ヘッドを有する記録再生手段と、
付記１〜１７のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体と、を備える磁気記憶装置。
（付記２０）  基板上に軟磁性裏打ち層と、シード層と、下地層と、前記基板面に対して略垂直方向に磁化容易軸を有する複数の磁性粒子と、該磁性粒子を互いに離隔する非磁性の非固溶相からなる記録層とが順次積層された垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
前記軟磁性裏打ち層上に非晶質材料からなるシード層を形成する工程と、
前記シード層上にＲｕあるいはＲｕ合金からなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に記録層を形成する工程とを含み、
前記下地層を形成する工程が、スパッタ法を用いて、堆積速度を０．１ｎｍ／秒以上かつ２ｎｍ／秒以下の範囲で、かつ、雰囲気ガス圧を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２１）  前記シード層を形成する工程と、前記下地層を形成する工程との間に、他の下地層を形成する工程をさらに含み、
前記他の下地層を形成する工程は、スパッタ法を用いて、堆積速度を２ｎｍ／秒よりも大きくかつ８ｎｍ／秒以下の範囲、あるいは、雰囲気ガス圧を０．２６Ｐａ以上かつ２．６６Ｐａ未満の範囲に設定して、ＲｕあるいはＲｕ合金を堆積することを特徴とする付記２０記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２２）  前記他の下地層を形成する工程は、予めシード層の表面を活性ガスに暴露することを特徴とする付記２０または２１記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２３）  前記シード層を形成する工程と、前記他の下地層を形成する工程との間に、粒成長核層を形成する工程をさらに含み、
前記他の下地層を形成する工程は、スパッタ法を用いて、雰囲気ガス圧を２．６６Ｐａ以上かつ２６．６Ｐａ以下の範囲に設定して、金属材料を島状に形成することを特徴とする付記２１記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２４）  前記記録層を形成する工程は、スパッタ法を用いて雰囲気ガス圧を２．００Ｐａ以上かつ８．００Ｐａ以下の範囲に設定することを特徴とする付記２０〜２３のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
（付記２５）  前記シード層を形成する工程から前記記録層を形成する工程において、基板温度を１５０℃以下の範囲に設定することを特徴とする付記２０〜２４のうち、いずれか一項記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。
【図５】実施例１および２の結晶配向を示す図である。
【図６】実施例１および２の結晶配向性を示す図であり、（Ａ）はＲｕ膜、（Ｂ）は記録層のロッキングカーブを示す。
【図７】実施例２の記録層の磁性粒子と非固溶相を示す図である。
【図８】図７に示す磁性粒子と非固溶相の組成を示す図である。
【図９】実施例および比較例の垂直保磁力と中間層膜厚との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の要部を模式的に示した拡大図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の磁気記憶装置の要部を示す図である。
【図１３】磁気ヘッドの概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，２０、４３、６０    垂直磁気記録媒体
１１    基板
１２    軟磁性裏打ち層
１３    シード層
１４    下地層、第２下地層
１４ａ  結晶粒子
１４ｂ  空隙部
１５    記録層
１５ａ  磁性粒子
１５ｂ  非固溶相
１６    保護膜
１８    潤滑層
２１    第１下地層
４０    磁気記憶装置
４８    磁気ヘッド
５２    単磁極型記録ヘッド
５３    ＧＭＲ素子
５４    再生ヘッド
６１    粒成長核層
６１ａ  粒成長核
【図１】
2005353256.tif 000003
【図２】
2005353256.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005353256.tif 000006
【図５】
2005353256.tif 000007
【図６】
2005353256.tif 000008
【図７】
2005353256.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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